03.TiDB 架构演进

与传统的单机数据库相比，TiDB 具有以下优势：
-  纯分布式架构，拥有良好的扩展性，支持弹性的扩缩容
-  支持 SQL，对外暴露 MySQL 的网络协议，并兼容大多数 MySQL 的语法，在大多数场景下可以直接替换 MySQL
-  默认支持高可用，在少数副本失效的情况下，数据库本身能够自动进行数据修复和故障转移，对业务透明
-  支持 ACID 事务，对于一些有强一致需求的场景友好，例如：银行转账
-  具有丰富的工具链生态，覆盖数据迁移、同步、备份等多种场景

# TiDB v1
TiDB v1，主核心框架已定，TiDB 由 TiDB Server, TiKVServer, PD Server 三大核心组件构成。

在内核设计上，TiDB 分布式数据库将整体架构拆分成了多个模块，各模块之间互相通信，组成完整的 TiDB 系统。对应的架构图如下：
![](/media/202509/2025-09-18_212224_6169850.28702311128091673.png)

1. TiDB Server：SQL 层，对外暴露 MySQL 协议的连接 endpoint，负责接受客户端的连接，执行 SQL 解析和优化，最终生成分布式执行计划。TiDB 层本身是无状态的，可以启动多个 TiDB 实例，通过负载均衡组件（如 TiProxy、LVS、HAProxy、ProxySQL 或 F5）对外提供统一的接入地址，客户端的连接可以均匀地分摊在多个 TiDB 实例上以达到负载均衡的效果。TiDB Server 本身并不存储数据，只是解析 SQL，将实际的数据读取请求转发给底层的存储节点 TiKV（或 TiFlash）。

2. PD (Placement Driver) Server：整个 TiDB 集群的元信息管理模块，负责存储每个 TiKV 节点实时的数据分布情况和集群的整体拓扑结构，提供 TiDB Dashboard 管控界面，并为分布式事务分配事务 ID。PD 不仅存储元信息，同时还会根据 TiKV 节点实时上报的数据分布状态，下发数据调度命令给具体的 TiKV 节点，可以说是整个集群的“大脑”。此外，PD 本身也是由至少 3 个节点构成，拥有高可用的能力。建议部署奇数个 PD 节点。

3. 存储节点
- TiKV Server：负责存储数据，从外部看 TiKV 是一个分布式的提供事务的 Key-Value 存储引擎。存储数据的基本单位是 Region，每个 Region 负责存储一个 Key Range（从 StartKey 到 EndKey 的左闭右开区间）的数据，每个 TiKV 节点会负责多个 Region。TiKV 的 API 在 KV 键值对层面提供对分布式事务的原生支持，默认提供了 SI (Snapshot Isolation) 的隔离级别，这也是 TiDB 在 SQL 层面支持分布式事务的核心。TiDB 的 SQL 层做完 SQL 解析后，会将 SQL 的执行计划转换为对 TiKV API 的实际调用。所以，数据都存储在 TiKV 中。另外，TiKV 中的数据都会自动维护多副本（默认为三副本），天然支持高可用和自动故障转移。
- TiFlash：TiFlash 是一类特殊的存储节点。和普通 TiKV 节点不一样的是，在 TiFlash 内部，数据是以列式的形式进行存储，主要的功能是为分析型的场景加速。

# TiDB v2
TiDB v2，整体架构升级，引入 TiSpark，解决用户复杂的 OLAP 需求。
![](/media/202509/2025-09-18_212441_4496410.2089829248444358.png)

TiSpark 作为 TiDB 中解决用户复杂 OLAP 需求的主要组件，将 Spark SQL 直接运行在 TiDB 存储层上，同时融合 TiKV 分布式集群的优势，并融入大数据社区生态。至此，TiDB 可以通过一套系统，同时支持 OLTP 与 OLAP，免除用户数据同步的烦恼。

# TiDB v3
TiDB v3，整体架构“焕新”，初见 TiFlash。

# TiDB v4
TiDB v4，TiFlash 重要程度提升，下图为 TiDB HTAP 形态架构。

TiCDC 从 v4.0.6 起成为正式功能，可用于生产环境。

# TiDB v6
从 TiDB 6.0.0 开始，版本的生命维护周期重大调整，TiDB 提供两个版本系列：
- 长期支持版本(LTS)约每六个月发布一次。
- 开发里程碑版本(DMR)约每两个月发布一次。

在 TiDB v6.1.0 LTS 的文档中，TiDB 整体架构图再次更新，去 TiSpark，正式迎来 TiFlash。

# TiDB v8
目前，TiDB 已来到 v8 版本，整体架构趋于稳定，与 v6 相同。